În încercarea de a construi o piele inteligentă care să imite sensibilitatea pielii naturale, pielea ionică a demonstrat avantaje semnificative. Această piele este fabricată din hidrogeluri flexibile, biocompatibile, care folosesc ioni pentru a transporta o sarcină electrică. Hidrogelurile au capacitatea de a genera tensiuni atunci când sunt atinse, însă oamenii de știință nu au înțeles clar cum, până când o echipă de cercetători a conceput un experiment unic.
Pielea ionică a demonstrat avantaje considerabile atunci când ne referim la eforturile depuse pentru a crea o piele inteligentă care să poată imita cât mai aproape de realitate pielea umană. Spre deosebire de pielea inteligentă compusă din materiale plastice și metale, hidrogelurile din care este compusă această piele ionică o fac la fel de moale precum pielea reală. Acest lucru oferă o senzație mai naturală unei proteze sau mâinii unui robot.
Yuta Dobashi, autorul principal al studiului, îndrumat de cercetătorului Dr. John Madden de la University of British Colombia, a dezvoltat senzori de hidrogel care cuprind săruri cu ioni pozitivi și negativi de diferite dimensiuni. Câmpurile magnetice au fost folosite de el și de cercetătorii de la departamentele de fizică și chimie ale UBC pentru a măsura modul în care au călătorit ionii atunci când presiunea a fost aplicată senzorului.
Din momentul în care este aplicată presiune pe gel, această presiune împrăștie ionii din lichid la viteze diferite, creând un semnal electric. Ionii pozitivi, care tind să fie mai mici, se mișcă mai repede decât ionii negativi mai mari. Acest lucru are ca rezultat un ion neuniform și o distribuție care creează un câmp electric, ceea ce face ca un senzor piezoionic să funcționeze. Cercetătorii sunt de părere că noile informații demonstrează că hidrogelurile percep presiunea la fel ca oamenii, adică prin deplasarea ionilor ca răspuns la presiune, indicând astfel noi posibile utilizări pentru pielea ionică.
„Vă puteți imagina o proteză acoperită cu o piele ionică. Pielea simte un obiect prin atingere sau presiune, transmite acea informație prin nervi către creier, iar creierul activează apoi motoarele necesare pentru a ridica sau ține obiectul”, a spus autorul principal al studiului, Yuta Dobashi.
O altă posibilă invenție este reprezentată de un senzor moale de hidrogel purtat pe piele, care poate monitoriza semnele vitale ale pacientului, fiind total discret și generând propria sa putere.
„Ne putem imagina un viitor în care „iontronicele” asemănătoare jeleului sunt folosite pentru implanturile corporale. Articulațiile artificiale pot fi implantate, fără teama de respingere în interiorul corpului uman. Dispozitivele ionice pot fi utilizate ca parte a cartilajului artificial al genunchiului, adăugând o detectare inteligentă. Un implant de gel piezoionic ar putea elibera medicamente în funcție de presiunea pe care o simte, de exemplu.”
Piața pielii inteligente a fost estimată la 4,5 miliarde de dolari în 2019 și continuă să crească. „Smart skin-urile pot fi integrate în îmbrăcăminte sau plasate direct pe piele, iar skin-urile ionice sunt una dintre tehnologiile care pot promova această creștere”.
©Imagine: KAI JACOBSON/UBC FACULTY OF APPLIED SCIENCE
Articol de Izabela Constantin
